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军事航天技术的回顾与展望

发布时间:2022-04-16 08:46:00 浏览数:

航天技术又称空间技术,是一门用来探索、开发和利用外层空间及地球以外天体的综合性工程技术,是举世公认的对人类社会和生产、生活有重大影响的高技术群之一。

军事航天技术是指为军事目的而研究和应用的航天技术,它是通过将无人航天器(人造卫星、空间探测器)或载人航天器(载人飞船、航天飞机、空间站)送入太空,借以完成侦察、通信、导航、测地、气象乃至反卫星、反导弹等各项军事任务的一种现代军事高技术。

随着军事航天技术的迅猛发展及其对现代战争的重要影响,世界各国更加重视军事航天系统与反系统的研制,特别是美国率先发展并决意部署国家导弹防御(NMD)系统,将不可避免地把航天技术的发展推向一个新阶段。

2001年1月22~26日,美国首次进行了以太空为“主要战场”的“斯克里埃弗2001”军事模拟演习。同年同月的25日,俄罗斯总统普京下令建立俄罗斯军事航天部队。日本也准备投巨资研究载人飞船。这些事实表明,新一轮空间军备竞赛的序幕已经拉开,各航天大国正在继续发展和完善自己的航天力量。迄今,世界各国发射的各类航天器达5000多颗(美、俄占绝大多数),其中军用航天器约占70%。

军事航天技术的发展历程

40多年来,军事航天的发展主要围绕着美苏(俄)空间军备竞赛展开,其发展历程大致可分为三个阶段:

1、探索试验阶段(20世纪50年代末至70年代初)

在此阶段,美苏两国陆续发射了照相侦察卫星以及电子侦察、测地、导弹预警、海洋监视等军民两用卫星,并试验了部分轨道轰炸系统和截击卫星等空间攻防武器。美苏的一些军用卫星系统相继从试验阶段进入实用阶段。载人航天在这一阶段的发展重点是掌握基本技术,包括把人送上天、出舱活动、空间交会与对接及安全返回等。

2、以战略应用为主完善实用型军事航天系统阶段(20世纪70年代至90年代初)

在这20多年中,美苏相继建立了通信广播、侦察监视、导航定位、气象与测绘等功能齐全、性能较先进的军用卫星系统,作为战略核威慑力量的重要组成部分,主要为情报和战略决策部门提供服务;同时加紧进行各种反卫星、反制导武器技术试验。随着实用型军用卫星系统的建立和完善,美苏(俄)开始考虑组建军事航天部队。在载人航天领域,美苏的发展目标是研制和发射长期载人空间站,掌握长期载人航天技术,并进行包括军事应用在内的载人航天应用试验。

3、以战术应用为主的新阶段(20世纪90年代初以后)

海湾战争中,美国首次全面使用航天系统支援陆、海、空作战,动用了约70颗军用、民用卫星,对多国部队赢得战争胜利发挥了举足轻重的作用。正因为如此,美国国防部把这场战争称之为“第一次太空战争”。但由于所用的航天系统都是冷战时期为战略应用而研制部署的,不太适应高技术条件下局部战争的需要,因此其作战支援能力有限。随着冷战的结束,世界政治格局和各国面临的军事威胁发生了很大变化,以美国为首的军事航天大国开始强调军用航天系统的战术应用,逐步将其应用范围从战略层次向战役、战术层次拓展,着手建立以战术应用为主的新型军用航天系统,使其直接为作战人员服务。

军事航天技术的应用及现状

有一句流传很广的话,叫做“谁能控制空间,谁就能控制地球。”乍听起来,这多少有点强权和好战的味道,但仔细想想,确实就是那么回事。试看世界近期发生的几场有代表性的高技术局部战争, “海湾”也好,“波黑”也好,“科索沃”也好,“南联盟”也好,哪一场没有人造卫星的参与?为军事目的服务,是空间大国航天活动的主旋律。军用卫星系统在为战略决策服务的同时,也为武器装备和作战部队提供各种通信广播、侦察监视、导航定位等支持,极大地提高了武器装备的整体作战效能。国外从事航天活动的国家中,美国拥有十分健全的军用卫星系统,代表着世界最先进水平,同时还拥有由运载火箭、航天飞机和空射型运载火箭组成的运载系统,具备轻型、中型、重型等不同种类的完善的发射能力和完善配套的发射测控系统及严密的防天监视系统。其次是俄罗斯、法国和英国。此外,北约、德国、意大利、西班牙、加拿大、澳大利亚、日本、印度、以色列和韩国等国家或组织也都不同程度地在发展和使用军用卫星系统。土耳其、越南、泰国、朝鲜等国也试图发展军用航天系统。

1、侦察卫星

侦察卫星占军用卫星总数的60%。它不仅是大规模战略侦察的重要手段,而且正在把触角逐步伸向战役、战术范围。美国的KH-12数字图像传输侦察卫星,其地面分辨率达0.1米,有“极限轨道平台”之称,机动变轨能力很强;“长曲棍球”雷达成像卫星能识别伪装或地下目标,地面分辨率达0.3米。俄罗斯的第五代光学成像卫星的地面分辨率可达0.2米。法国使用的“太阳神”1A光学成像侦察卫星地面分辨率为1米,正在研制0.5米的第二代“太阳神”2A卫星。以色列已经发射了“地平线” 5接替“地平线” 3光学成像星。意大利正在研制合成孔径雷达卫星星座。印度继2001年10月实验侦察卫星“技术实验评估卫星”(地面分辨率为1米)发射成功之后,将发射分辨率达到50厘米的系列侦察卫星。韩国、日本、德国等都在研制新一代的侦察卫星。中国台湾也将在今年发射“华卫”2号卫星用于航天侦察。

2、通信卫星

军用通信卫星能够为陆、海、空军等各类用户提供迅速、准确、保密、稳定的通信保障,从而为建立三军通用的C3I(指挥、控制、通信和情报)系统创造条件。美国的军用通信卫星系统最庞大也最先进,包括“舰队卫星通信”、“特高频后继星”、“卫星数据系统”、“国防卫星通信系统”、“军事星”系统和“跟踪与数据中继卫星系统”等。俄罗斯现役的军用通信广播卫星主要有“闪电”卫星系统、“宇宙”通信卫星系统、“急流”卫星系统以及“虹”、“地平线”与“荧光屏”通信广播卫星系统等。目前北约拥有“纳托”系列军用通信卫星系统,英国拥有“天网”系列军用通信卫星系统,法国拥有“西拉库萨”军用通信卫星系统。

3、导航卫星

导航卫星可以为水面舰船、水下潜艇、空中飞机以及导弹等目标和地面部队提供精确的定位数据,使所有作战部队能够在统一的作战意图下,按照规定的时间、地点协同动作,因此被称为“三军指南”。目前只有美、俄两国拥有独立的卫星导航定位能力,美国的“导航星”全球定位系统(GPS)和俄罗斯的“全球导航卫星系统”(GLONASS)是世界上广泛应用的两种现役卫星导航定位系统。欧洲一些国家和日本都正采取“先利用后取代”的策略,近期建立基于GPS和GLONASS卫星的增强系统,远期再建独立的导航定位卫星系统。欧洲的“伽利略”导航定位系统计划已经启动。

4、气象卫星

气象卫星可以比较准确地预报全球或局部地区的气象情况,为制定作战计划提供更充分的依据。美国、俄罗斯、欧空局、日本和印度都有自己的气象卫星系统。美国国防部还专门部署过军用气象卫星,如“国防气象卫星计划”卫星。

5、测地卫星

测地卫星可以准确地测出各种打击目标的地理位置,从而提高战略武器的命中精度。美国、前苏联/俄罗斯和法国曾先后发射过测地卫星,但目前已没有专用的测地卫星。美国国防部在2000年2月曾利用航天飞机携载合成孔径雷达对全球70%的陆地表面进行了三维高精度数字地形测绘。这些数据具有极其重要的军事意义,特别是对精确制导武器的发展。

可以毫不夸张地说,在现代军事斗争中,如果离开了人造卫星的支援和保障,战争的舞台就会大为逊色。或许正因为如此,各国之间围绕着卫星的应用和防范又展开了一场激烈的竞争,有的琢磨用“天雷”炸卫星,有的试验用激光烧卫星,有的干脆制造反卫星卫星……。过去常说“天下并不太平”,随着空间科学技术的发展及其在军事领域的广泛应用,现在“天上”也不像原来那么太平了。海湾战争结束以后,国内外的军事专家普遍认为,现代高技术战争已经从传统的“三维(陆、海、空)战争”发展为“四维(陆、海、空、天)战争”、“五维(陆、海、空、天、电子战)战争”。四维也罢,五维也罢,都少不了“天战”(即“空间战”)这样一个重要方面。从一定意义上讲,不了解军用航天技术的现状和发展趋势,就无法真正了解现代高技术战争。

军事载人航天器

在人类征服宇宙的航程中,载人航天是一个重要的里程碑。目前具备这种能力的只有美国和俄罗斯两国。已经投入使用的载人航天器有载人飞船、航天飞机和空间站等,正在研制的有单级式的空天飞机。如果从1961年4月12日前苏联第一艘宇宙飞船上天算起,人类载人航天已有40多年的历史。概括地说,20世纪60年代载人航天的主要使命是设法把人送上天并安全返回,研究和试验人在太空环境中的生活和能力,探索飞船的机动飞行、会合、对接等基本技术和宇航员的舱外活动等。70年代,载人航天从试验阶段向实用阶段过渡,在逐步转入解决某些与国民经济有关的实际问题的同时,设法在外层空间建立侦察和其它军事活动基地。从80年代开始,随着航天飞机-空间站-载人飞船三位一体航天体系的逐步建立,开始了载人航天在军事领域广泛应用的新阶段。

军事载人航天器主要是指航天飞机和空间站。对于这两种航天器来说,其它航天卫星系统所具有的职能(如侦察、预警、导航、出击进攻和防御等),它们都兼而有之。而且,由于有了人的参与,其灵活性和战斗能力有了更大提高。例如,航天员可以有目的地选择侦察、跟踪目标,可以灵活机动地根据不同的侦察任务选用性能不同的侦察仪器和侦察手段等,指挥地面有效地控制和调动三军,甚至敌对双方的航天员还可能在天上直接对战。

1、航天飞机

航天飞机靠运载火箭发射升空,带有机翼,能像滑翔机那样在机场跑道上着陆,并可重复使用、往返于地面和近地轨道之间运送有效载荷。它是由消极转向积极利用空间的先驱,是潜在的最有效的卫星、导弹防御和进攻性武器。与火箭、卫星、飞船相比,航天飞机具有更多的优点和更广的用途,主要表现在五个方面:第一,充当太空“间谍”。第二,作为侦察、通信、导航等军用卫星的理想运载器和发射场。第三,担负拦截和捕获太空“敌人”等军事任务。第四,充当太空武器的理想试验基地。第五,充当太空加“油”站和转运站。将来军用航天飞机一旦建成,将具有更加完善的机动变轨能力,能更加灵活地起飞和着陆,在军事上的地位和作用将更加重要。有朝一日,可将若干架航天飞机组成一支航天部队——“天军”。它们装备着各种太空武器在空间轨道上游弋,可以极快的速度飞到敌战略目标的上空,用核武器或比核武器威力更大的定向能武器将其摧毁。

美国在航天飞机的基础上,正在更进一步研究论证空天飞机。空天飞机是一种将航空和航天技术有机地结合在一起的新型飞行器。它能像普通飞机一样起飞,以高超音速在大气层中飞行,在30~100公里高空的飞行速度可达12~25倍音速,并可直接进入地球轨道,返回大气层后,也可像普通飞机一样降落。这种空天飞机将有可能发展成一种全新的航空航天轰炸机、战斗机和运输机,其作战空域是整个地球及其附近空域,能在几小时内突破地面防御抵达目标。这无疑可能会给军事航天技术带来又一次重大变革。

2、空间站

空间站是一种可供宇航员巡访、长期工作和居住的大型载人航天器,又称为航天站或轨道站。未来的大型永久性空间站可以设置在离地面35888公里的同步轨道上,其上可以装备天军近100人,可视为漂浮在外层空间的“军营”或“兵站”。航天飞机可以在它上面起飞和降落。在未来的战争中空间站将具有多种用途:作为空间武器发射平台,用以部署和使用火箭、导弹、原子弹头、空间定向束能(激光束、粒子束、微波)武器,拦截与摧毁敌方卫星、飞船,或把敌方来袭的导弹摧毁在飞行中段,甚至摧毁在飞行主动段;进行空间侦察、预警和观测;进行空间通信;作为空间指挥所担负作战指挥、反卫星作战支援和弹道导弹防御作战任务;作为空间后方基地,储存物资、维修航天兵器。以这种空间站为军事基地还可以组成一支巡天舰队,包括数架航天飞机、轨道燃料库和天上补给站。燃料库、天上补给站可以和空间站对接,在供应燃料和物资之后,即刻脱离。航天飞机可以及时或定期地完成天地间人员交流和护送伤员的任务,把出故障的卫星及其它航天器拖来维修,然后再送回原来的轨道。有了这个空间基地,将大大加强以外层空间为基地的军事支援和作战能力。

军事航天技术的发展趋势

如果把第一颗人造卫星上天算做航天技术的诞生日的话,那么,这一位高技术家族中的骄子,已经进入了不惑之年。既然航天技术在其少年、青年时代就已经展现出卓越的军事才能,可以预料,在步入成年之后,它必将在更多的领域、更高的水平上,发挥出更大的作用,从而受到更多国家的青睐。在21世纪,太空将进一步成为国家安全和国家利益的“重心”。大力发展军事航天,夺取和保持太空优势地位,是21世纪世界和地区性强国所追求的重要目标。军事航天技术大致有如下发展趋势:

1、军用卫星系统以直接支援部队作战为主,加强战术应用能力

为适应21世纪信息化战争的需要,军用卫星系统的发展与应用正从战略向战术层次延伸与扩展。预计到2020年,世界主要航天大国将建成和使用满足战略和战术应用要求、以战术应用为主的军用卫星系统,提高直接支援部队作战的能力。目前,美军正加速发展的各种新型军用卫星系统,包括天基红外导弹预警卫星系统、“未来成像结构”侦察监视卫星系统以及“全球广播服务”系统和“先进极高频”军用通信卫星系统等,着重提高直接支援部队作战的能力。俄罗斯也将加大军事航天经费的投入,研制部署战术应用能力更强的新型军用卫星系统。

2、军用卫星系统将逐步向网络化方向发展,以争夺制信息权为目的

未来战争将是高技术条件下以争夺制信息权为目的的局部战争和地区冲突,争夺信息优势的关键是争夺空间优势,即争夺“制天权”。现在使用的军用航天系统互通互联性差,彼此的信息不能及时共享和综合利用,未来的军用卫星系统将朝网络化方向发展,部署在不同轨道、执行不同任务的航天器及其相应的地面系统将联接起来,并与陆、海、空中的相关系统一起,组成一体化的C4ISR体系,从而夺取信息优势。美国准备到2025年建成功能完善、攻防兼备的“空间网”。俄罗斯也提出要建立由115颗卫星组成的、通过星间链路将侦察与通信融为一体的“多功能卫星通信与远程地球监视系统”。

3、发展更加实用的小型卫星和更加经济的运载工具

小型卫星以其发射机动灵活、快速反应能力强、成本低等优点获得各航天大国的青睐。它可满足应付突发事件和局部战争的需要,生存能力强,侦察监视范围大,重访周期短。当前,美、俄、欧洲各国、日本等都在大力发展小型卫星。美国还计划研制纳米卫星,使其在轨道上编队运行,用以取代昂贵的大型卫星,执行各种航天任务。

4、建立更加完备的载人航天体系和天军

未来战场将向立体化、纵深化发展,陆、海、空、天一体化的作战原则将进一步得到发展,“天战”将不可避免,空间可能成为主战场,主战武器将是卫星、精确打击武器和定向能武器。“制天权”将成为未来战争获胜的关键。航天大国正在部署建立完备的航天飞机(空天飞机)-空间站-载人飞船三位一体的载人航天体系,并将形成一支可用于控制外层空间、夺取制天权的部队——天军。

5、军事航天活动将向多极化方向发展

随着航天技术的发展与成熟,航天体系与其它各种武器系统的配合愈来愈紧密,从而使得航天体系的战术作用日益提高。据分析,全球将有超过50个国家拥有自己的航天体系。少数大国垄断军事航天领域的局面将被打破,军事航天体系将呈多极化的格局。

我国航天系统的发展前景与对策

我国的航天事业经过几十年艰苦创业,已经有了相当坚实的基础,正在由试验阶段走向全面应用阶段,但技术水平、发展规模、应用广度和深度与国外先进水平相比,离打赢一场高技术局部战争的需求还存在相当大的差距。信息支援能力是制约我军综合作战能力的“瓶颈”。

我国是一个发展中的大国,经费不足在相当时期内仍将是发展航天力量的主要制约因素。因此,不能亦步亦趋地跟在航天大国后面,而是要有重点、有针对性地发展我国的航天力量。把航天装备作为国防科技与武器装备发展的重点;集中力量发展空间基础设施;考虑组建我国军事航天系统应用机构,实现航天力量与其它军事力量的有机结合,有效地发挥航天系统在军事作战中的作用;开展航天武器装备攻防对抗的研究,因为未来在我国周边地区爆发的局部战争预计都将有军事空间系统的直接参与,其中包括空间信息支援甚至航天器的攻击与防御对抗。面对这一威胁,我们应集中力量加紧对地基和天基(重点是地基)反卫星武器关键技术的预研,尽快研制出一两件对敌方空间系统具有威慑作用的反卫星武器,以便在未来的天战中取得主动。

结束语

目前,一场新军事革命正在兴起,新军事革命在孕育着军事领域里重大变革的同时,也孕育着航天技术进一步发展的良好机遇。为了在未来高技术局部战争中取得“战斗空间优势”,我国必须加快航天技术的发展,建设精干、高效、实用的军事航天系统,开展空间力量和空间作战理论研究,培养军事航天人才,才能在“三维”、“四维”甚至“五维”的全方位作战中夺取战争的胜利。□

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